JPS6148414A - 炭化けい素の製造法 - Google Patents
炭化けい素の製造法Info
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- JPS6148414A JPS6148414A JP59169763A JP16976384A JPS6148414A JP S6148414 A JPS6148414 A JP S6148414A JP 59169763 A JP59169763 A JP 59169763A JP 16976384 A JP16976384 A JP 16976384A JP S6148414 A JPS6148414 A JP S6148414A
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- Japan
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- silicon carbide
- talc
- char
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- silicon
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- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は炭化けい素の製造に関する。
炭化けい素（ＳｉＣ）は、その結晶構造から立方晶系の
β−３ｉＣと六方晶系のα−５ｉＣに大別される。
β−３ｉＣと六方晶系のα−５ｉＣに大別される。
β−５ｉＣは１種類であるか、α−５ｉＣは多くの多形
が知られており、現在１００ ｇＬ類以上あるといわれ
ている。また各多形は同一温度領域内で共存することが
多く、従って炭化けい素の性質は一般にこれら多形の集
合晶の性質である。そのおもな性質は次のようである。
が知られており、現在１００ ｇＬ類以上あるといわれ
ている。また各多形は同一温度領域内で共存することが
多く、従って炭化けい素の性質は一般にこれら多形の集
合晶の性質である。そのおもな性質は次のようである。
（１） 化学的性質−酸、アルカリに安定な化合物で
ある。
ある。
（２） 分解温度−熱的安定性か強い。
（３）酸化−空気中で、約８５０℃付近から酸化し、ク
リストバライト （ＳｉＯ＝）になる。
リストバライト （ＳｉＯ＝）になる。
（４） 電気的性質 −純粋な結晶は常温で絶縁体で
あるが、微■不純物の種類とユによって性質は大きく影
さされ、半導体となる。
あるが、微■不純物の種類とユによって性質は大きく影
さされ、半導体となる。
ｆ５１ 硬度 −新モース硬度でダイヤモンドを１５
、アルミナを１２としたとき、炭化けい素は１３て、極
めて硬い。
、アルミナを１２としたとき、炭化けい素は１３て、極
めて硬い。
炭化けい素はこれらの性質を利用して超精密とか超硬質
合金の仕上げとして用いられる研暦材と、。
合金の仕上げとして用いられる研暦材と、。
か、高温構造材料、電子材料などに用いられてい゛する
。
。
前述の炭化けい素は、■アチソン法と呼ばれている黒鉛
粒、けい石、コークスなどを原料にし、２０００℃以上
に加熱してα−５ｉＣを製造する方法。■シリカとカー
ボンを不活性雰囲気中で２０００℃以下てβ−３ｉＣを
合成する方法。■シリコンとカーボンを１４００℃以下
で直接反応させβ−５ｉＣを合成する方法などがあり、
これらはいずれも工業的製造法として行われている。ま
たこの他に気相反応法、ガ□ ス蒸発法、有機け
い素ポリマーの熱分解法などがすてに知られている。
粒、けい石、コークスなどを原料にし、２０００℃以上
に加熱してα−５ｉＣを製造する方法。■シリカとカー
ボンを不活性雰囲気中で２０００℃以下てβ−３ｉＣを
合成する方法。■シリコンとカーボンを１４００℃以下
で直接反応させβ−５ｉＣを合成する方法などがあり、
これらはいずれも工業的製造法として行われている。ま
たこの他に気相反応法、ガ□ ス蒸発法、有機け
い素ポリマーの熱分解法などがすてに知られている。
本発明は炭化けい素組成のうちけい素成分に代替する原
料として滑石（タルク）を用いて炭化けい素を製造する
方法である。
料として滑石（タルク）を用いて炭化けい素を製造する
方法である。
滑石の化学組成は３Ｍｇ０・４ＳｉＯ２・Ｈ２Ｏてあり
、このうちのシリカ分が炭化けい素を合成するのに関与
する成分となるものであり、この他に結晶水れる。
、このうちのシリカ分が炭化けい素を合成するのに関与
する成分となるものであり、この他に結晶水れる。
本発明の合成炭化けい素の製造方法は高温電気焼成炉の
中で行われるか、あらかじめ木炭チャーと滑石を所定の
組成に調整した試料を磁性ボードに入れ、炉内の雰囲気
を完全にアルゴンか窒素ガスで置換した状態で行われる
。そして所定の温度まで加熱し、１時間その状態を保持
した後、室温まで徐冷した後、反応物を外気に取り出し
製品となる。
中で行われるか、あらかじめ木炭チャーと滑石を所定の
組成に調整した試料を磁性ボードに入れ、炉内の雰囲気
を完全にアルゴンか窒素ガスで置換した状態で行われる
。そして所定の温度まで加熱し、１時間その状態を保持
した後、室温まで徐冷した後、反応物を外気に取り出し
製品となる。
本発明の製造方法で非酸素雰囲気にする気体はアルゴン
か窒素ガスのいずれでもよいが、窒素ガス雰囲気で製造
する場合は炭化けい素の他に窒化けい素が生成する。こ
のため炭化けい素を純度よく製造するにはアルゴンガス
で行うのかよく、このガスを封し込めた中、あるいは流
通した中で合成するとよいことがわかった。つぎに、炭
化けい素を製造するための木炭チャーと滑石の組成割合
は理論的な値として木炭１．５に対し、滑石１の割合が
最適と考えられる。しかし適当な温度条件下であれば広
い範囲で炭化けい素の製造が可能であるとともに、好ま
しくはチャーと滑石の組成比は１．２から２１の範囲か
よいことがわかった。
か窒素ガスのいずれでもよいが、窒素ガス雰囲気で製造
する場合は炭化けい素の他に窒化けい素が生成する。こ
のため炭化けい素を純度よく製造するにはアルゴンガス
で行うのかよく、このガスを封し込めた中、あるいは流
通した中で合成するとよいことがわかった。つぎに、炭
化けい素を製造するための木炭チャーと滑石の組成割合
は理論的な値として木炭１．５に対し、滑石１の割合が
最適と考えられる。しかし適当な温度条件下であれば広
い範囲で炭化けい素の製造が可能であるとともに、好ま
しくはチャーと滑石の組成比は１．２から２１の範囲か
よいことがわかった。
また、焼成温度は１２００℃付近から炭化けい素の生成
か認められ、温度が高くなるほどその生成は良くなり、
好ましくは１５００℃以上で焼成するのが良いことがわ
かった。
か認められ、温度が高くなるほどその生成は良くなり、
好ましくは１５００℃以上で焼成するのが良いことがわ
かった。
また１３００℃から１４００℃においてウィスカおよび
針状結晶の生成が確認された。
針状結晶の生成が確認された。
以下の実施例によって本発明方法による炭化けい素の製
造を具体的に説明する。なお供した滑石は鉱山から採掘
した鉱石であり、これは滑石の他にマグネサイトを少量
と、固溶した形で存在する鉄（Ｆｅ、○、て約５９ｏ
）を含んでいる。この鉄成分は、合成した炭化けい素と
共存し、不純物鉱物（鉄−けい素−炭素（Ｆｅ％Ｓｉ、
Ｃ）系鉱物）として存在する。
造を具体的に説明する。なお供した滑石は鉱山から採掘
した鉱石であり、これは滑石の他にマグネサイトを少量
と、固溶した形で存在する鉄（Ｆｅ、○、て約５９ｏ
）を含んでいる。この鉄成分は、合成した炭化けい素と
共存し、不純物鉱物（鉄−けい素−炭素（Ｆｅ％Ｓｉ、
Ｃ）系鉱物）として存在する。
実施例 １
滑石と木炭チャーとの混合比を１．１に調合した試料を
磁性ボードに入れる。この混合物を抵抗式電気炉１こ入
れ１５５０℃で合成した。この時の非酸素雰囲気に使用
した気体はアルゴンガスてあり、その流口は毎分５０ｒ
ｒＬｌ程度である。また昇温は毎分２８℃で行い、１５
５０℃に達した後、１時間その状態を保持した。その後
、電気炉への通電を停止し、室温まで放冷した。生成し
た合成試料をＸ線回折分析に供した。
磁性ボードに入れる。この混合物を抵抗式電気炉１こ入
れ１５５０℃で合成した。この時の非酸素雰囲気に使用
した気体はアルゴンガスてあり、その流口は毎分５０ｒ
ｒＬｌ程度である。また昇温は毎分２８℃で行い、１５
５０℃に達した後、１時間その状態を保持した。その後
、電気炉への通電を停止し、室温まで放冷した。生成し
た合成試料をＸ線回折分析に供した。
ｘＬａ回折図を第１図に示す。生成した鉱物は炭化けい
素（β−５ｉＣ）であることが確認できる。この場合の
β−５ｉＣの生成工は約９７９６以上であった。
素（β−５ｉＣ）であることが確認できる。この場合の
β−５ｉＣの生成工は約９７９６以上であった。
なお、図から他の小さなピークが認められるか、これは
鉄−けい素−炭素（Ｆｅ、 Ｓｉ、Ｃ）よりなる鉱物と
考えられる、滑石鉱石中の鉄との反応物である。
鉄−けい素−炭素（Ｆｅ、 Ｓｉ、Ｃ）よりなる鉱物と
考えられる、滑石鉱石中の鉄との反応物である。
実施例 ２゜
滑石と木炭チャーとの混合比を１：１に調合した試料を
磁性ボードに取り、これを抵抗式電気炉に入れ、１５０
０℃で合成した。この時の非酸素雰囲気は窒素ガスで調
整し、その流ユは約毎分５０ｍｇである。また炉の昇温
は毎分３７．５℃で行い、１５００℃に達した後、１時
間その状態を保持した。その後室温まで除冷した。
磁性ボードに取り、これを抵抗式電気炉に入れ、１５０
０℃で合成した。この時の非酸素雰囲気は窒素ガスで調
整し、その流ユは約毎分５０ｍｇである。また炉の昇温
は毎分３７．５℃で行い、１５００℃に達した後、１時
間その状態を保持した。その後室温まで除冷した。
生成した合成物のＸ線回折図を第２図に示した。
主成分はβ−５ｉＣであるが、この他α型およびβ型の
窒化けい素、ならびに（Ｆｅ、 Ｓｉ、 Ｃ）系の鉱物
が確認される。
窒化けい素、ならびに（Ｆｅ、 Ｓｉ、 Ｃ）系の鉱物
が確認される。
実施例 ３゜
滑石と木炭チャーとの混合比を１：２に調合した試料を
磁性ボードに取り、これを抵抗式電気炉に入れ、１５０
０℃で合成した。この時の非酸素雰囲気はアルゴンガス
で調整した。この時のガスの流β−３ｉＣの生成がおも
てあり、この他はＣＦｅ ｓ Ｓ ｌｓ Ｃ）系鉱物と
、炭化けい素糸であるが、炭素伝の多い中間鉱物が確認
される。
磁性ボードに取り、これを抵抗式電気炉に入れ、１５０
０℃で合成した。この時の非酸素雰囲気はアルゴンガス
で調整した。この時のガスの流β−３ｉＣの生成がおも
てあり、この他はＣＦｅ ｓ Ｓ ｌｓ Ｃ）系鉱物と
、炭化けい素糸であるが、炭素伝の多い中間鉱物が確認
される。
第１図、第２図、第３図は合成して得られた反応物のＸ
線回折図を示した。横軸は回折角度２θを表わし、縦軸
は各鉱物の回折強度を表わしている。回折強度が強く
（ピークが高（）、鈍いほど一般的に結晶性がよく、量
的にも多いことを示している。各図の中のピーク上に５
ｉＣ１ＳｉＮ１、ＳｉＮ２、ＦＳＣ％ＳＣと記したが、
これらはそれぞれ次の鉱物を表わしている。 ＳｉＣ：ｌｌ型炭化けい素 ３ｉＮ１ ：α型窒化ケイ素 ＳｉＮ２：、＃型室化けい素 ＦＳＣ：鉄−ケイ素−炭素系鉱物 ＳＣ；炭化けい素の中間鉱物（５ｉｘＣｙ ）第 １
図 （２の 第 ２ 図 １Ｃ ２０２５３０３５４０４５５０５５６０６５７０’７５
（２θ）
線回折図を示した。横軸は回折角度２θを表わし、縦軸
は各鉱物の回折強度を表わしている。回折強度が強く
（ピークが高（）、鈍いほど一般的に結晶性がよく、量
的にも多いことを示している。各図の中のピーク上に５
ｉＣ１ＳｉＮ１、ＳｉＮ２、ＦＳＣ％ＳＣと記したが、
これらはそれぞれ次の鉱物を表わしている。 ＳｉＣ：ｌｌ型炭化けい素 ３ｉＮ１ ：α型窒化ケイ素 ＳｉＮ２：、＃型室化けい素 ＦＳＣ：鉄−ケイ素−炭素系鉱物 ＳＣ；炭化けい素の中間鉱物（５ｉｘＣｙ ）第 １
図 （２の 第 ２ 図 １Ｃ ２０２５３０３５４０４５５０５５６０６５７０’７５
（２θ）
Claims (4)
- （１）滑石と木炭チャーを原料として非酸素雰囲気にお
いて炭化けい素を製造する方法。 - （２）アルゴンおよび窒素ガスを封じ込めるか、流通し
た中で製造し、好ましくはアルゴンガスで製造すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 - （３）滑石と木炭チャーとの調合については、両者が存
在するなかであればいずれの割合の混合であっても炭化
けい素は生成するが、好ましくは両者の比が２：１から
１：２の範囲で製造することを特徴とする特許請求範囲
第１項に記載の方法。 - （４）製造する焼成温度は１２００℃以上で、好ましく
は、１５００℃以上で製造することを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59169763A JPS6148414A (ja) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | 炭化けい素の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59169763A JPS6148414A (ja) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | 炭化けい素の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6148414A true JPS6148414A (ja) | 1986-03-10 |
| JPH0154284B2 JPH0154284B2 (ja) | 1989-11-17 |
Family
ID=15892398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59169763A Granted JPS6148414A (ja) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | 炭化けい素の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6148414A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55140710A (en) * | 1979-04-16 | 1980-11-04 | Nippon Tungsten Co Ltd | Manufacture of silicon carbide fine powder |
| JPS55140711A (en) * | 1979-04-16 | 1980-11-04 | Nippon Tungsten Co Ltd | Manufacture of silicon carbide powder |
-
1984
- 1984-08-13 JP JP59169763A patent/JPS6148414A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55140710A (en) * | 1979-04-16 | 1980-11-04 | Nippon Tungsten Co Ltd | Manufacture of silicon carbide fine powder |
| JPS55140711A (en) * | 1979-04-16 | 1980-11-04 | Nippon Tungsten Co Ltd | Manufacture of silicon carbide powder |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0154284B2 (ja) | 1989-11-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |